柴油机燃用PODE/F-T煤基含氧混合燃料的燃烧过程及性能研究

发布时间：2022-07-12 13:45

　　柴油机燃用煤基含氧混合燃料可以同时解决我国能源短缺和环境污染的问题。F-T油是由煤炭间接液化得到的,具有较高的十六烷值、较低的硫含量和芳香烃含量,而聚甲氧基二甲醚（PODE）是一种煤基含氧燃料,具有较高的含氧量及良好的互溶性,与F-T油掺混后可以进一步改善柴油机的燃烧与排放特性。本文以F-T油为基础燃油,在其中掺混体积分数分别为10%、20%和30%的PODE制成煤基含氧混合燃料,记为FTP10、FTP20和FTP30,并对混合燃料的互溶稳定性及热物性进行了试验研究。利用热重分析仪对PODE/F-T煤基含氧混合燃料的蒸发氧化特性进行研究。结果表明,随着PODE掺混比例的增加,混合燃料的活化能降低,蒸发氧化特性得到改善。通过台架试验,在柴油机上对比分析了柴油、F-T油、FTP10、FTP20和FTP30这5种燃料的燃烧与排放特性。结果表明,在额定工况下,与柴油相比,燃用F-T油后峰值缸压、压力升高率和放热率峰值显著降低;比油耗降低3.2%,热效率提高1.4%;CO、HC、NO_x排放和排气烟度分别降低15.2%、33.7%、36.8%和8.1%。与纯F-T油相比,随着... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 煤基燃料的研究现状
        1.2.1 聚甲氧基二甲醚的发展与应用
        1.2.2 F-T油的发展与应用
    1.3 柴油机缸内燃烧数值模拟的研究现状
    1.4 本文研究意义及主要内容
第二章 PODE/F-T煤基含氧混合燃料的理化特性
    2.1 煤基含氧混合燃料的配制
    2.2 煤基含氧混合燃料的互溶稳定性
    2.3 煤基含氧混合燃料的理化性质
        2.3.1 热值和含氧量
        2.3.2 十六烷值
        2.3.3 密度
        2.3.4 粘温特性
    2.4 煤基含氧混合燃料的热物性分析
        2.4.1 热物性参数
        2.4.2 试验装置与方法
        2.4.3 试验结果与分析
    2.5 煤基含氧混合燃料的蒸发氧化特性分析
        2.5.1 试验设备及方案
        2.5.2 热重试验原理
        2.5.3 试验结果
    2.6 本章小结
第三章 PODE/F-T煤基含氧混合燃料的燃烧与排放特性
    3.1 试验设备及方案
        3.1.1 试验用柴油机及测试设备
        3.1.2 试验方案
    3.2 煤基含氧混合燃料的经济性
    3.3 煤基含氧混合燃料的燃烧特性
    3.4 煤基含氧混合燃料的排放特性
        3.4.1 HC排放结果及分析
        3.4.2 CO排放结果及分析
        3.4.3 NO_x排放结果及分析
        3.4.4 碳烟排放结果及分析
        3.4.5 颗粒物的氧化特性
    3.5 本章小结
第四章 PODE/F-T煤基含氧混合燃料缸内燃烧数值模拟
    4.1 柴油机燃用PODE/F-T煤基含氧混合燃料仿真模型的建立与验证
        4.1.1 F-T油成分拟合及PODE燃料自定义
        4.1.2 燃烧室模型的建立及网格划分
        4.1.3 计算模型的确定
        4.1.4 计算结果验证
    4.2 仿真结果分析
        4.2.1 燃烧室内温度场对比
        4.2.2 燃烧室内氧浓度场对比
        4.2.3 燃烧室内自由基的变化
        4.2.4 NO生成历程对比
        4.2.5 Soot生成历程对比
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]F-T柴油掺混含氧燃料对高压共轨柴油机性能的影响[J]. 刘颖,王铁,乔靖,高吉,陈东东.  可再生能源. 2019(02)
[2]PODE掺混和喷油参数对柴油机燃烧排放特性影响[J]. 陈晖,黄豪中,黄荣,刘庆生,滕文文.  内燃机学报. 2019(01)
[3]磁性纳米颗粒负载离子液体催化合成聚甲醛二甲醚[J]. 张桐露,刘康军,李静,赵变红,张朝峰,李瑞丰.  太原理工大学学报. 2019(01)
[4]低氮环境下柴油机燃烧及排放特性数值模拟[J]. 谭亲明,胡以怀,张旭升,张洪升.  武汉大学学报(工学版). 2018(11)
[5]滞燃期对F-T柴油机的性能影响[J]. 王建军,武志斐,王铁,石晋宏,刘飞.  科学技术与工程. 2018(25)
[6]柴油掺混PODEn的燃烧和碳烟生成可视化[J]. 马跃,马骁,孙帅帅,王建昕.  内燃机学报. 2018(04)
[7]中国石油需求与全球石油库存对国际油价的影响研究[J]. 谢楠,龚旭,林伯强,庞连芳.  当代经济科学. 2018(04)
[8]我国煤炭产业转型的现状及对策研究——以煤炭资源型城市淮南市为例[J]. 丁铎栋,刘凯.  现代工业经济和信息化. 2018(08)
[9]煤炭间接液化项目设计阶段进度控制系统研究[J]. 杨保兰,辛浩田,陈伟珂.  项目管理技术. 2018(07)
[10]基于数值模拟的某柴油机燃烧室优化研究[J]. 张艳辉,杜辉,孙传红.  内燃机工程. 2018(02)

博士论文
[1]压燃式发动机颗粒物排放理化特性及其对大气环境的影响[D]. 吕田.上海交通大学 2013

硕士论文
[1]聚甲氧基二甲醚/柴油混配燃料性能研究[D]. 邱坤.长安大学 2017
[2]柴油机掺烧生物柴油燃烧过程的数值模拟研究[D]. 沈凌飞.江苏大学 2015
[3]微乳化甲醇柴油燃烧特性试验与仿真研究[D]. 范博.太原理工大学 2015
[4]柴油机燃用生物柴油/F-T柴油的试验与仿真研究[D]. 邓永慧.太原理工大学 2013
[5]甲醇/F-T柴油混合燃料柴油机的燃烧与排放特性[D]. 汪恒.太原理工大学 2013
[6]生物质与皮革污泥混合及成型燃料热重分析[D]. 张慧敏.山东大学 2013
[7]高比例二甲醚柴油混合燃料燃烧及排放过程的仿真研究[D]. 李小粉.太原理工大学 2010



本文编号：3659233